CN114342051A - 脱模膜和半导体封装的制造方法 - Google Patents

脱模膜和半导体封装的制造方法 Download PDF

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CN114342051A CN201980100051.2A CN201980100051A CN114342051A CN 114342051 A CN114342051 A CN 114342051A CN 201980100051 A CN201980100051 A CN 201980100051A CN 114342051 A CN114342051 A CN 114342051A
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Abstract

一种脱模膜，具备基材层、粘着层、和配置于所述基材层与所述粘着层之间的导电层，且满足下述(1)或(2)中的至少一者。(1)基材层包含含有亚丁基结构和氧化亚烷基结构的聚酯共聚物。(2)在150℃的伸长率大于或等于1000％。

Description

脱模膜和半导体封装的制造方法
技术领域
本发明涉及脱模膜和半导体封装的制造方法。
背景技术
近年来，随着电子设备、特别是手机的薄型化发展，对内置有半导体元件等电子部件的半导体封装也要求进一步的薄型化。另外，从提高散热性的观点考虑，代替用密封树脂覆盖电子部件整体的包覆成型(Over Molding)而采用使电子部件表面的一部分暴露的暴露成型(Exposed Die Molding)的情况逐渐增加。
在按照使电子部件的一部分成为暴露的状态的方式将电子部件密封时，需要防止密封材泄漏到电子部件的暴露部(飞边毛刺)。因此，进行如下操作：在电子部件的要进行暴露的部分粘贴具有脱模性的膜(脱模膜)，在该状态下进行密封，然后剥离脱模膜使电子部件的表面暴露。作为这样的脱模膜，例如，专利文献1中记载了在由拉伸聚酯树脂膜构成的基材膜的至少一面上层叠由氟树脂构成的膜而成的层叠膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特愿2005-186740号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，脱模膜在密封工序后从电子部件的表面剥离。此时，如果脱模膜带电，则剥离时发生放电，有可能发生电子部件的静电破坏。
进一步，近年来研究了将多个封装安装于基板上后一并密封的技术，并且正在研究为了端子的暴露而使用脱模膜。在这种情况下，由于在基板上存在各种各样的封装，因此对于脱模膜要求优异的伸长性(模具追随性)。另外，根据封装的种类，有时也会不太耐热，因此要求即使在低温(例如，150℃以下)下也表现出优异的伸长性。
鉴于上述情况，本发明的一个形态的课题在于提供一种电子部件的静电破坏得以抑制、且低温下的伸长性优异的脱模膜。本发明的另一形态的课题在于提供使用该脱模膜的半导体封装的制造方法。
用于解决课题的方法
用于解决上述课题的方法包含以下实施方式。
＜1＞一种脱模膜，其具备基材层、粘着层、和配置于上述基材层与上述粘着层之间的导电层，上述基材层包含含有亚丁基结构和氧化亚烷基结构的聚酯共聚物。
＜2＞一种脱模膜，其具备基材层、粘着层、和配置于上述基材层与上述粘着层之间的导电层，在150℃的伸长率大于或等于1000％。
＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的脱模膜，用于通过暴露成型来制造半导体封装。
＜4＞一种半导体封装的制造方法，其具备如下工序：
在＜1＞～＜3＞中任一项所述的脱模膜的上述粘着层与电子部件的表面的至少一部分接触的状态下，将上述电子部件的周围进行密封的工序；以及
将上述脱模膜从上述电子部件剥离的工序。
发明效果
根据本发明的一个形态，提供一种电子部件的静电破坏得以抑制、且低温下的伸长性优异的脱模膜。根据本发明的另一形态，提供使用该脱模膜的半导体封装的制造方法。
附图说明
图1是概略性表示脱模膜的构成的图。
图2是表示用于测定脱模膜的伸长率和弹性模量的试验片的形状的图。
具体实施方式
以下，对用于实施本发明的方式进行详细说明。但是，本发明不限于以下的实施方式。在以下的实施方式中，其构成要素(也包含要素步骤等)除了特别明示的情况以外都不是必须的。关于数值及其范围也同样，不限制本发明。
本说明书中，关于“工序”一词，除了独立于其他工序的工序以外，即使在与其他工序不能明确区分的情况下，如果能够实现该工序的目的，则也包含该工序。
本说明书中，使用“～”表示的数值范围包含“～”前后所记载的数值分别作为最小值和最大值。
在本说明书中阶段性记载的数值范围中，一个数值范围所记载的上限值或下限值可以替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。另外，在本说明书中记载的数值范围中，其数值范围的上限值或下限值也可以替换为实施例所示的值。
本说明书中，关于组合物中的各成分的含有率或含量，在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下，只要没有特别说明，就是指组合物中存在的该多种物质的合计的含有率或含量。
本说明书中，关于组合物中的各成分的粒径，在组合物中存在多种相当于各成分的粒子的情况下，只要没有特别说明，就是指针对组合物中存在的该多种粒子的混合物的值。
本说明书中，关于“层”一词，除了在观察存在该层的区域时形成于该区域整体的情况以外，还包含仅形成于该区域的一部分的情况。
本说明书中，脱模膜或构成脱模膜的各层的厚度可以通过公知方法来测定。例如可以使用千分尺等来测定，也可以根据脱模膜的截面图像来测定。或者，也可以使用溶剂等除去构成层的材料，由除去前后的质量、材料的密度、层的面积等来算出。在层的厚度不一致的情况下，也可以将在任意5处测得的值的算术平均值设为层的厚度。
本说明书中，“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸的任一者或两者，“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的任一者或两者。
＜脱模膜＞
本公开的脱模膜为具备基材层、粘着层、和配置于上述基材层与上述粘着层之间的导电层，且满足下述(1)或(2)的至少一者的脱模膜。
(1)基材层包含含有亚丁基结构和氧化亚烷基结构的聚酯共聚物(以下，也简称为聚酯共聚物)。
(2)在150℃的伸长率大于或等于1000％。
根据上述脱模膜，可抑制电子部件的静电破坏。其理由尚不清楚，但认为是因为通过设置导电层，从而脱模膜的带电得以抑制，使得在将脱模膜从电子部件剥离时不易产生放电。
图1中概略性表示脱模膜的构成。如图1所示，脱模膜40具备基材层10、粘着层20、和配置于基材层10与粘着层20之间的导电层30。
如图1所示，在本公开的脱模膜中，导电层30不是配置于脱模膜40的表面，而是配置于基材层10与粘着层20之间(粘着层20配置于脱模膜的表面)。因此，能够使脱模膜经由粘着层充分地密合在电子部件的表面，能够有效地防止密封材的侵入。
进一步，由于上述脱模膜满足上述(1)或(2)的至少一者，因此低温下的伸长性优异。
本公开的脱模膜在将粘着层侧粘贴于电子部件等被粘接物的表面的状态下进行密封工序等处理后被剥离。本公开的脱模膜在从被粘接物剥离时不易产生放电。因此，适合用于例如通过暴露成型来制造半导体封装。
本公开中的脱模膜在150℃的伸长率(％)如下测定。
首先，使用脱模膜来制作图2所示的形状的试验片。用试验机夹住该试验片的两端而实施拉伸试验。测定在150℃的条件下进行，拉伸速度设为500mm/分钟。基于试验前的样品的标点间距离A(图2所示的试验片的宽度为10mm的部分的长度：40mm)和样品切断时的标点间距离B，通过下式算出伸长率。
[数1]
Figure BDA0003531979590000041
关于脱模膜的伸长率的测定，例如使用株式会社Orientec制“TENSILON拉伸试验机RTA-100型”或与其类似的试验机，其具有拾取器和180度剥离装置。
脱模膜在150℃的伸长率优选大于或等于1200％，更优选大于或等于1400％。关于脱模膜在150℃的伸长率，例如在基材层包含聚酯共聚物的情况下，可以通过聚酯共聚物中的亚丁基结构与氧化亚烷基结构的组成比来调节。
脱模膜在150℃的弹性模量优选为10MPa～50Mpa，更优选为20MPa～40Mpa。如果在150℃的弹性模量大于或等于10MPa，则存在能够获得良好的模具追随性的倾向，如果小于或等于50MPa，则存在能够获得良好的伸长性的倾向。
关于脱模膜在150℃的弹性模量，例如在基材层包含聚酯共聚物的情况下，可以通过聚酯共聚物中的亚丁基结构与氧化亚烷基结构的组成比来调节。
(在150℃的弹性模量)
脱模膜在150℃的弹性模量(MPa)与在150℃的伸长率的测定同样地将试验片拉伸，由应力-应变线图中的切线的斜率算出。根据施加于试验片的每单位截面积(mm2)的力(MPa)、试验前的标点间距离L0(40mm)、和标点间距离L，通过下式算出。
[数2]
Figure BDA0003531979590000051
(基材层)
从低温下的伸长性的观点考虑，基材层优选包含含有亚丁基结构和氧化亚烷基结构的聚酯共聚物。
聚酯共聚物中所含的氧化亚烷基结构为亚烷基与氧原子键合的结构，亚烷基的碳原子数优选为1～6，更优选为4。
聚酯共聚物例如可以通过将对苯二甲酸等芳香族二羧酸或其衍生物、1,4-丁二醇、和聚(氧化亚烷基)二醇共聚来合成。
作为聚酯共聚物，优选列举包含下述式(1)所表示的结构单元和下述式(2)所表示的结构单元的共聚物。该共聚物为由式(1)所表示的结构单元构成硬链段(PBT)、由式(2)所表示的结构单元构成软链段(PTMG)的弹性体。
[化1]
Figure BDA0003531979590000052
[化2]
Figure BDA0003531979590000061
构成上述共聚物的硬链段(PBT)与软链段(PTMG)的质量比(PBT:PTMG)没有特别限制。例如，可以从1:9～9:1的范围选择，可以从2:8～8:2的范围选择，可以从3:7～7:3的范围选择。
基材层还可以包含除聚酯共聚物以外的成分。例如可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯醚、聚酰胺酰亚胺、含氟树脂等。在基材层包含除聚酯共聚物以外的成分的情况下，聚酯共聚物的比例优选大于或等于基材层整体的50质量％，更优选大于或等于70质量％，进一步优选大于或等于80质量％。
基材层的厚度没有特别限定，优选为10μm～300μm，更优选为20μm～100μm。如果基材层的厚度大于或等于10μm，则脱模片不易破裂，操作性优异。如果基材层的厚度小于或等于300μm，则对模具的追随性优异，因此存在抑制由于成型的半导体封装的褶皱等而产生外观不良的倾向。
基材层可以仅由一层构成，也可以由两层以上构成。作为获得由两层以上构成的基材层的方法，可列举通过共挤出法将各层的材料挤出来制作的方法、将两块以上的膜层压的方法等。
根据需要，也可以对基材层的设有导电层一侧的表面实施用于提高与导电层的密合力的处理。作为处理的方法，可列举电晕处理、等离子体处理等表面处理、底涂剂(底漆)的涂布等。
根据需要，也可以对基材层的背面(与配置有导电层的一侧相反的表面)赋予用于调节脱模膜从辊上的卷出性(巻き出し性)的背面处理剂。作为背面处理剂，可列举有机硅树脂、含氟树脂、聚乙烯醇、具有烷基的树脂等。根据需要，这些背面处理剂也可以进行改性处理。背面处理剂可以仅使用一种，也可以并用两种以上。
(粘着层)
从与电子部件表面的密合性的观点考虑，粘着层优选包含粘着剂。粘着剂的种类没有特别限制，可以考虑粘着性、脱模性、耐热性等来选择。具体地说，优选丙烯酸系粘着剂、有机硅系粘着剂和氨基甲酸酯系粘着剂，更优选丙烯酸系粘着剂。粘着层中所含的粘着剂可以仅为一种，也可以为两种以上。
丙烯酸系粘着剂优选为将作为主要单体的丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯等玻璃化转变温度(Tg)低(例如，小于或等于-20℃)的单体与(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈等具有官能团的单体共聚而获得的共聚物(以下，也称为丙烯酸共聚物)。上述“玻璃化转变温度”为使用该单体而获得的均聚物的玻璃化转变温度。
丙烯酸共聚物可以为交联型丙烯酸共聚物。交联型丙烯酸共聚物能够通过使用交联剂使作为丙烯酸共聚物的原料的单体交联来合成。作为交联型丙烯酸共聚物的合成中使用的交联剂，可列举异氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物、环氧化合物等公知的交联剂。另外，为了在丙烯酸系粘着剂中形成松缓扩散的网格状结构，交联剂更优选为3官能、4官能等多官能交联剂。
粘着层也可以根据需要包含锚定提高剂、交联促进剂、填料、着色剂等。例如，通过粘着层包含填料，从而粘着层的外表面(与导电层相反的面)粗糙化而获得提高从电子部件的剥离性等的效果。
填料的材质没有特别限制，可以为树脂等有机物质，也可以为金属、金属氧化物等无机物质，也可以为有机物质与无机物质的组合。另外，粘着层中所含的填料可以仅为一种也可以为两种以上。填料的体积平均粒径没有特别限制。例如可以从1μm～20μm的范围选择。本说明书中，填料的体积平均粒径是指在通过激光衍射法测定的体积基准的粒度分布中从小径侧开始的累积达到50％时的粒径(D50)。
从与粘着层中所含的粘着剂的亲和性的观点考虑，填料优选为树脂粒子。作为构成树脂粒子的树脂，可列举丙烯酸树脂、烯烃树脂、苯乙烯树脂、丙烯腈树脂、有机硅树脂等。从抑制成型后的半导体封装表面上的残渣的观点考虑，优选丙烯酸树脂。
粘着层的厚度没有特别限定，优选为0.1μm～100μm，更优选为1μm～100μm。如果粘着层的厚度大于或等于0.1μm，则可充分获得与电子部件的粘着力，有效地抑制密封材的侵入。如果粘着层的厚度小于或等于100μm，则粘着层表面离导电层的距离不会太远，表面电阻率被维持得低，可有效地抑制电子部件的静电破坏。另外，粘着层在热固化时不易产生热收缩应力，容易保持脱模膜的平坦性。
如果综合考虑到粘着层的形成容易性(涂布性等)、粘着力的确保、抗静电功能的确保等，则粘着层的厚度进一步优选为3μm～50μm。
(导电层)
导电层只要能够提高脱模膜的导电性并抑制带电，其构成就没有特别限制。例如可以为包含抗静电剂、导电性高分子材料、金属等导电性材料的层。
作为导电层中所含的抗静电剂，可列举季铵盐、吡啶盐、伯氨基～叔氨基等具有阳离子性基团的阳离子性抗静电剂；磺酸盐基、硫酸酯盐基、磷酸酯盐基等具有阴离子性基团的阴离子系抗静电剂；氨基酸系、氨基酸硫酸酯系等两性抗静电剂；氨基醇系、甘油系、聚乙二醇系等具有非离子性基团的非离子系抗静电剂；使这些抗静电剂高分子量化而得到的高分子型抗静电剂等。抗静电剂也可以为主剂与助剂(固化剂等)的组合。
作为导电层中所含的导电性高分子材料，可列举在骨架中具有聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔等的高分子化合物。
作为金属，可列举铝、铜、金、铬、锡等，从获得性的观点考虑，优选铝。
形成导电层的方法没有特别限制。例如可列举：在作为基材层的膜的一面上层压金属箔等的方法；通过涂布、蒸镀等在作为基材层的膜的一面上赋予导电层的材料的方法等。
关于导电层的厚度，只要能够充分获得脱模膜的抗静电效果就没有特别限定。例如可以为0.01μm～1μm的范围内。
＜半导体封装的制造方法＞
本公开的半导体封装的制造方法为具备如下工序的半导体封装的制造方法，即：在上述脱模膜的粘着层与电子部件的表面的至少一部分接触的状态下，将电子部件的周围进行密封的工序；和将脱模膜从电子部件剥离的工序。
如上所述，本公开的脱模膜在剥离时不易产生放电，可抑制电子部件的静电破坏。因此根据上述方法，能够制造可靠性优异的半导体封装。
进一步，本公开的脱模膜与电子部件的密合性优异。因此，将脱模膜从电子部件剥离后，不易发生密封材侵入暴露的部分。
上述方法中使用的电子部件的种类没有特别限制。例如可列举半导体元件、电容器、端子等。
上述方法中密封电子部件周围的材料(密封材)的种类没有特别限制。例如，可列举包含环氧树脂、丙烯酸树脂等的树脂组合物。
实施例
以下对于本公开的脱模膜，基于实施例进行说明。但是，本公开不限定于以下实施例。
＜实施例1＞
作为基材层的材料，使用通式(1)所表示的结构的硬链段(PBT)和通式(2)所表示的结构的软链段(PTMG)的质量比(PBT:PTMG)为3:7的聚酯共聚物，制作厚度为100μm的基材膜，并对一面进行电晕处理。
在基材膜的电晕处理面上涂布用溶剂稀释为2.5质量％的抗静电剂，在100℃加热1分钟而形成导电层(厚度0.3μm)。作为溶剂，使用水与异丙醇的混合物(质量比1:1)。
作为粘着层的材料，将粘着剂(100质量份)、交联剂(20质量份)、甲苯:甲基乙基酮的质量比为8:2的混合溶剂(34质量份)和填料(5质量份)混合，调制粘着层形成用组合物。将该粘着层形成用组合物按照粘着层的厚度成为5μm的方式涂布于导电层上，在100℃加热1分钟而形成粘着层，制作脱模膜。
＜实施例2＞
将聚酯共聚物的硬链段(PBT)和软链段(PTMG)的质量比(PBT:PTMG)设为5:5，除此以外，与实施例1同样地操作，制作脱模膜。
＜实施例3＞
将聚酯共聚物的硬链段(PBT)和软链段(PTMG)的质量比(PBT:PTMG)设为7:3，除此以外，与实施例1同样地操作，制作脱模膜。
＜实施例4＞
将聚酯共聚物的硬链段(PBT)和软链段(PTMG)的质量比(PBT:PTMG)设为8:2，除此以外，与实施例1同样地操作，制作脱模膜。
＜实施例5＞
通过共挤出来制作由聚对苯二甲酸丁二醇酯构成的层A与由硬链段(PBT)和软链段(PTMG)的质量比(PBT:PTMG)为2:8的聚酯共聚物构成的层B层叠而成的基材膜(厚度100μm)。层A和层B的厚度比设为1:1。
除了使用所获得的基材膜以外，与实施例1同样地操作，制作脱模膜。
＜比较例1＞
作为基材膜，使用在一面进行了电晕处理的厚度100μm的聚对苯二甲酸丁二醇酯膜，除此以外，与实施例1同样地操作，制作脱模膜。
＜比较例2＞
除了在基材膜上不形成导电层而形成粘着层以外，与实施例3同样地操作，制作脱模膜。
在脱模膜的制作中使用的各材料的详情如下所述。
抗静电剂：下述成分A(100质量份)和成分B(25质量份)的混合物
成分A：作为具有季铵盐的丙烯酸共聚物的阳离子性抗静电剂，商品名“BONDIPPA-100主剂”，小西株式会社
成分B：环氧树脂，商品名“BONDIP PA-100固化剂”，小西株式会社
粘着剂：丙烯酸系粘着剂，商品名“FS-1208”，LION SPECIALTY CHEMICALS株式会社，由多种甲基丙烯酸酯的混合单体构成
交联剂：聚异氰酸酯系交联剂(六亚甲基二异氰酸酯交联剂(HMDI))，商品名“Duranate E405-80T”，旭化成化学株式会社
填料：交联丙烯酸粒子，商品名“MX-500”，总研化学株式会社，体积平均粒径5μm
＜评价试验＞
使用所制作的脱模膜，进行以下的评价试验。
(在150℃的伸长率和弹性模量)
通过上述方法，测定脱模膜在150℃的伸长率和弹性模量。测定使用株式会社Orientec制“TENSILON拉伸试验机RTA-100型”。将结果示于表1中。
(模具追随性·成型品外观)
将脱模膜安装在深度3mm的传递模塑模具的上模，在真空中固定后闭模，用密封材进行传递模塑。模具温度设为150℃，成型压力设为6.86MPa(70kgf/cm2)，成型时间设为300秒。
关于模具追随性，将不产生破裂等且脱模片能够追随模具的情况评价为〇，将稍微产生了破裂等但实用上没有问题的情况评价为△，将产生了破裂等的情况评价为×。
关于成型品外观，将脱模膜不产生褶皱、流痕等而外观良好的情况评价为〇，将脱模膜稍微产生了褶皱、流痕等但实用上没有问题的情况评价为△，将脱模膜产生了褶皱、流痕等外观发生不良的情况评价为×。
(电子部件的静电破坏试验)
将脱模膜的粘着层侧粘贴在搭载有电子部件(半导体元件)的电路基板上，在温度为23±2℃、湿度为60±10％RH的气氛下放置60秒。然后，用力剥离脱模膜。通过V-I(电压电流特性)测定确认将该作业重复5次后的电路基板，将可通电的情况评价为“〇”，将不能通电的情况评价为“×”。
[表1]
Figure BDA0003531979590000111
如表1的结果所示，基材层包含聚酯共聚物、且在150℃的伸长率大于或等于1000％的实施例的脱模膜与基材层不含聚酯共聚物、且在150℃的伸长率小于1000％的比较例1的脱模膜相比，低温下的伸长性优异、模具追随性和成型品外观的评价也良好。
进一步，在基材层与粘着层之间形成有导电层的实施例的脱模膜在静电破坏试验中没有发生电子部件的静电破坏。
符号说明
10：基材层，20：粘着层，30：导电层，40：脱模膜。

Claims (4)

1.一种脱模膜，其具备基材层、粘着层、和配置于所述基材层与所述粘着层之间的导电层，且所述基材层包含含有亚丁基结构和氧化亚烷基结构的聚酯共聚物。
2.一种脱模膜，其具备基材层、粘着层、和配置于所述基材层与所述粘着层之间的导电层，在150℃的伸长率大于或等于1000％。
3.根据权利要求1或2所述的脱模膜，用于通过暴露成型来制造半导体封装。
4.一种半导体封装的制造方法，其具备如下工序：
在权利要求1～3中任一项所述的脱模膜的所述粘着层与电子部件的表面的至少一部分接触的状态下，将所述电子部件的周围进行密封的工序；和
将所述脱模膜从所述电子部件剥离的工序。
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